一站式元数据治理平台——Datahub入门宝典

随着数字化转型的工作推进，数据治理的工作已经被越来越多的公司提上了日程。作为新一代的元数据管理平台，Datahub在近一年的时间里发展迅猛，大有取代老牌元数据管理工具Atlas之势。国内Datahub的资料非常少，大部分公司想使用Datahub作为自己的元数据管理平台，但可参考的资料太少。

所以整理了这份文档供大家学习使用。本文档基于Datahub最新的0.8.20版本，整理自部分官网内容，各种博客及实践过程。文章较长，建议收藏。新版本的文档请关注公众号 大数据流动，会持续的更新~

通过本文档，可以快速的入门Datahub，成功的搭建Datahub并且获取到数据库的元数据信息。是从0到1的入门文档，更多Datahub的高级功能，可以关注后续的文章更新。

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文档共分为6个部分，层级结构如下图所示。

文档版权为公众号 大数据流动 所有，请勿商用。相关技术问题以及安装包可以联系笔者独孤风加入相关技术交流群讨论获取。

一、数据治理与元数据管理

背景

为什么要做数据治理？业务繁多，数据繁多，业务数据不断迭代。人员流动，文档不全，逻辑不清楚，对于数据很难直观理解，后期很难维护。

在大数据研发中，原始数据就有着非常多的数据库，数据表。

而经过数据的聚合以后，又会有很多的维度表。

近几年来数据的量级在疯狂的增长，由此带来了系列的问题。作为对人工智能团队的数据支撑，我们听到的最多的质疑是 “正确的数据集”，他们需要正确的数据用于他们的分析。我们开始意识到，虽然我们构建了高度可扩展的数据存储，实时计算等等能力，但是我们的团队仍然在浪费时间寻找合适的数据集来进行分析。

也就是我们缺乏对数据资产的管理。事实上，有很多公司都提供了开源的解决方案来解决上述问题，这也就是数据发现与元数据管理工具。

元数据管理

简单地说，元数据管理是为了对数据资产进行有效的组织。它使用元数据来帮助管理他们的数据。它还可以帮助数据专业人员收集、组织、访问和丰富元数据，以支持数据治理。

三十年前，数据资产可能是 Oracle 数据库中的一张表。然而，在现代企业中，我们拥有一系列令人眼花缭乱的不同类型的数据资产。可能是关系数据库或 NoSQL 存储中的表、实时流数据、 AI 系统中的功能、指标平台中的指标，数据可视化工具中的仪表板。

现代元数据管理应包含所有这些类型的数据资产，并使数据工作者能够更高效地使用这些资产完成工作。

所以，元数据管理应具备的功能如下：

• 搜索和发现：数据表、字段、标签、使用信息
• 访问控制：访问控制组、用户、策略
• 数据血缘：管道执行、查询
• 合规性：数据隐私/合规性注释类型的分类
• 数据管理：数据源配置、摄取配置、保留配置、数据清除策略
• AI 可解释性、再现性：特征定义、模型定义、训练运行执行、问题陈述
• 数据操作：管道执行、处理的数据分区、数据统计
• 数据质量：数据质量规则定义、规则执行结果、数据统计

架构与开源方案

下面介绍元数据管理的架构实现，不同的架构都对应了不同的开源实现。

下图描述了第一代元数据架构。它通常是一个经典的单体前端（可能是一个 Flask 应用程序），连接到主要存储进行查询（通常是 MySQL/Postgres），一个用于提供搜索查询的搜索索引（通常是 Elasticsearch），并且对于这种架构的第 1.5 代，也许一旦达到关系数据库的“递归查询”限制，就使用了处理谱系（通常是 Neo4j）图形查询的图形索引。

很快，第二代的架构出现了。单体应用程序已拆分为位于元数据存储数据库前面的服务。该服务提供了一个 API，允许使用推送机制将元数据写入系统。

第三代架构是基于事件的元数据管理架构，客户可以根据他们的需要以不同的方式与元数据数据库交互。

元数据的低延迟查找、对元数据属性进行全文和排名搜索的能力、对元数据关系的图形查询以及全扫描和分析能力。

Datahub 就是采用的这种架构。

下图是当今元数据格局的简单直观表示：

（包含部分非开源方案）

其他方案可作为调研的主要方向，但不是本文讨论的重点。

二、Datahub简介

首先，阿里云也有一款名为DataHub的产品，是一个流式处理平台，本文所述DataHub与其无关。

数据治理是大佬们最近谈的一个火热的话题。不管国家层面，还是企业层面现在对这个问题是越来越重视。数据治理要解决数据质量，数据管理，数据资产，数据安全等等。而数据治理的关键就在于元数据管理，我们要知道数据的来龙去脉，才能对数据进行全方位的管理，监控，洞察。

DataHub是由LinkedIn的数据团队开源的一款提供元数据搜索与发现的工具。

提到LinkedIn，不得不想到大名鼎鼎的Kafka，Kafka就是LinkedIn开源的。LinkedIn开源的Kafka直接影响了整个实时计算领域的发展，而LinkedIn的数据团队也一直在探索数据治理的问题，不断努力扩展其基础架构，以满足不断增长的大数据生态系统的需求。随着数据的数量和丰富性的增长，数据科学家和工程师要发现可用的数据资产，了解其出处并根据见解采取适当的行动变得越来越具有挑战性。为了帮助增长的同时继续扩大生产力和数据创新，创建了通用的元数据搜索和发现工具DataHub。

市面上常见的元数据管理系统有如下几个：

a) linkedin datahub: https://github.com/linkedin/datahub 

b) apache atlas: https://github.com/apache/atlas 

c) lyft amundsen https://github.com/lyft/amundsen

atlas之前我们也介绍过，对hive有非常好的支持，但是部署起来非常的吃力。amundsen还是一个新兴的框架，还没有release版本，未来可能会发展起来还需要慢慢观察。

综上，datahub是目前的一颗新星，只是目前datahub的资料还较少，未来我们将持续关注与更新datahub的更多资讯。

目前datahub的github星数已经达到4.3k。

Datahub官网

Datahub官网对于其描述为Data ecosystems are diverse — too diverse. DataHub's extensible metadata platform enables data discovery, data observability and federated governance that helps you tame this complexity.

数据生态是多样的，而 DataHub提供了可扩展的元数据管理平台，可以满足数据发现，数据可观察与治理。这也极大的解决了数据复杂性的问题。

Datahub提供了丰富的数据源支持与血缘展示。

在获取数据源的时候，只需要编写简单的yml文件就可以完成元数据的获取。

在数据源的支持方面，Datahub支持druid，hive，kafka，mysql，oracle，postgres，redash，metabase，superset等数据源，并支持通过airflow的数据血缘获取。可以说实现了从数据源到BI工具的全链路的数据血缘打通。

三、Datahub界面

通过Datahub的页面我们来简单了解下Datahub所能满足的功能。

3.1 首页

首先，在登录到Datahub以后就进入了Datahub首页，首页中提供了Datahub的菜单栏，搜索框和元数据信息列表。这是为了让大家可以快速的对元数据进行管理。

元数据信息中按照数据集，仪表板，图表等类型进行了分类。

再往下看是平台信息，在这当中包括了Hive，Kafka，Airflow等平台信息的收集。

下面其实是一些搜索的统计信息。用于统计最近以及最流行的搜索结果。

包括一些标签和术语表信息。

3.2 分析页面

分析页面是对元数据信息的统计，也是对使用datahub的用户信息的统计。

可以理解为一个展示页面，这对于总体情况的了解还是非常的有必要的。

其他的功能基本是对于用户和权限的控制。

四、整体架构

要想学习好Datahub，就必须了解Datahub的整体架构。

通过Datahub的架构图可以清晰的了解Datahub的架构组成。

DataHub 的架构有三个主要部分。

前端为 Datahub frontend作为前端的页面展示。

丰富的前端展示让Datahub 拥有了支撑大多数功能的能力。其前端基于React框架研发，对于有二次研发打算的公司，要注意此技术栈的匹配性。

后端 Datahub serving来提供后端的存储服务。

Datahub 的后端开发语言为Python，存储基于ES或者Neo4J。

而Datahub ingestion则用于抽取元数据信息。

Datahub 提供了基于API元数据主动拉取方式，和基于Kafka的实时元数据获取方式。这对于元数据的获取非常的灵活。

这三部分也是我们部署过程中主要关注的点，下面我们就从零开始部署Datahub，并获取一个数据库的元数据信息。

五、快速安装部署

部署datahub对于系统有一定的要求。本文基于CentOS7进行安装。

要先安装好 docker，jq，docker-compose。同时保证系统的python版本为 Python 3.6+。

5.1、安装docker，docker-compose，jq

Docker 是一个开源的应用容器引擎，让开发者可以打包他们的应用以及依赖包到一个可移植的容器中,然后发布到任何流行的Linux或Windows操作系统的机器上,也可以实现虚拟化,容器是完全使用沙箱机制,相互之间不会有任何接口。

可以通过yum的方式快速的安装docker

yum -y install docker

完成后通过docker -v来查看版本情况。

# docker -v
Docker version 1.13.1, build 7d71120/1.13.1

通过下面的命令可以启停docker

systemctl start docker // 启动docker
systemctl stop docker // 关闭docker

随后安装Docker Compose

Docker Compose是 docker 提供的一个命令行工具，用来定义和运行由多个容器组成的应用。使用 compose，我们可以通过 YAML 文件声明式的定义应用程序的各个服务，并由单个命令完成应用的创建和启动。

sudo curl -L "https://github.com/docker/compose/releases/download/1.29.2/docker-compose-$(uname -s)-$(uname -m)" -o /usr/local/bin/docker-compose

修改执行权限

sudo chmod +x /usr/local/bin/docker-compose

建立软连接

ln -s /usr/local/bin/docker-compose /usr/bin/docker-compose

查看版本，验证安装成功。

docker-compose --version
docker-compose version 1.29.2, build 5becea4c

安装jq

首先安装EPEL源，企业版 Linux 附加软件包（以下简称 EPEL）是一个 Fedora 特别兴趣小组，用以创建、维护以及管理针对企业版 Linux 的一个高质量附加软件包集，面向的对象包括但不限于 红帽企业版 Linux (RHEL)、 CentOS、Scientific Linux (SL)、Oracle Linux (OL) 。

EPEL 的软件包通常不会与企业版 Linux 官方源中的软件包发生冲突，或者互相替换文件。EPEL 项目与 Fedora 基本一致，包含完整的构建系统、升级管理器、镜像管理器等等。

安装EPEL源

yum install epel-release

安装完EPEL源后，可以查看下jq包是否存在：

yum list jq

安装jq：

yum install jq

5.2、安装python3

安装依赖

yum -y groupinstall "Development tools"
yum -y install zlib-devel bzip2-devel openssl-devel ncurses-devel sqlite-devel readline-devel tk-devel gdbm-devel db4-devel libpcap-devel xz-devel libffi-devel

下载安装包

wget https://www.python.org/ftp/python/3.8.3/Python-3.8.3.tgz
tar -zxvf  Python-3.8.3.tgz

编译安装

mkdir /usr/local/python3 
cd Python-3.8.3
./configure --prefix=/usr/local/python3
make && make install

修改系统默认python指向

rm -rf /usr/bin/python
ln -s /usr/local/python3/bin/python3 /usr/bin/python

修改系统默认pip指向

rm -rf /usr/bin/pip
ln -s /usr/local/python3/bin/pip3 /usr/bin/pip

验证

python -V

修复yum

python3会导致yum不能正常使用

vi /usr/bin/yum 
把 #! /usr/bin/python 修改为 #! /usr/bin/python2 
vi /usr/libexec/urlgrabber-ext-down 
把 #! /usr/bin/python 修改为 #! /usr/bin/python2
vi /usr/bin/yum-config-manager
#!/usr/bin/python 改为 #!/usr/bin/python2
没有的不用修改

5.3、安装与启动datahub

首先升级pip

python3 -m pip install --upgrade pip wheel setuptools

需要看到下面成功的返回。

Attempting uninstall: setuptools
    Found existing installation: setuptools 57.4.0
    Uninstalling setuptools-57.4.0:
      Successfully uninstalled setuptools-57.4.0
  Attempting uninstall: pip
    Found existing installation: pip 21.2.3
    Uninstalling pip-21.2.3:
      Successfully uninstalled pip-21.2.3

检查环境

python3 -m pip uninstall datahub acryl-datahub || true  # sanity check - ok if it fails

收到这样的提示说明没有问题。

WARNING: Skipping datahub as it is not installed.
WARNING: Skipping acryl-datahub as it is not installed.

安装datahub，此步骤时间较长，耐心等待。

python3 -m pip install --upgrade acryl-datahub

收到这样的提示说明安装成功。

Successfully installed PyYAML-6.0 acryl-datahub-0.8.20.0 avro-1.11.0 avro-gen3-0.7.1 backports.zoneinfo-0.2.1 certifi-2021.10.8 charset-normalizer-2.0.9 click-8.0.3 click-default-group-1.2.2 docker-5.0.3 entrypoints-0.3 expandvars-0.7.0 idna-3.3 mypy-extensions-0.4.3 progressbar2-3.55.0 pydantic-1.8.2 python-dateutil-2.8.2 python-utils-2.6.3 pytz-2021.3 pytz-deprecation-shim-0.1.0.post0 requests-2.26.0 stackprinter-0.2.5 tabulate-0.8.9 toml-0.10.2 typing-extensions-3.10.0.2 typing-inspect-0.7.1 tzdata-2021.5 tzlocal-4.1 urllib3-1.26.7 websocket-client-1.2.3

最后我们看到datahub的版本情况。

[root@node01 bin]# python3 -m datahub version
DataHub CLI version: 0.8.20.0
Python version: 3.8.3 (default, Aug 10 2021, 14:25:56)
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-44)]

随后启动datahub

python3 -m datahub docker quickstart

会经过漫长的下载过程，耐心等待。

开始启动，注意观察报错情况。如果网速不好，需要多执行几次。

如果可以看到如下显示，证明安装成功了。

访问ip:9002 输入 datahub datahub 登录

六、元数据信息的获取

登录到Datahub以后，会有一个友好的welcome页面。来提示如何进行元数据的抓取。

元数据摄入使用的是插件架构，你仅需要安装所需的插件。

摄入源有很多

插件名称       安装命令                              提供功能
mysql    pip install 'acryl-datahub[mysql]'       MySQL source

这里安装两个插件：

源：mysql

汇：datahub-rest

pip install 'acryl-datahub[mysql]'

安装的包较多，得到如下提示证明安装成功。

Installing collected packages: zipp, traitlets, pyrsistent, importlib-resources, attrs, wcwidth, tornado, pyzmq, pyparsing, pycparser, ptyprocess, parso, nest-asyncio, jupyter-core, jsonschema, ipython-genutils, webencodings, pygments, prompt-toolkit, pickleshare, pexpect, packaging, nbformat, matplotlib-inline, MarkupSafe, jupyter-client, jedi, decorator, cffi, backcall, testpath, pandocfilters, nbclient, mistune, jupyterlab-pygments, jinja2, ipython, defusedxml, debugpy, bleach, argon2-cffi-bindings, terminado, Send2Trash, prometheus-client, nbconvert, ipykernel, argon2-cffi, numpy, notebook, widgetsnbextension, toolz, ruamel.yaml.clib, pandas, jupyterlab-widgets, jsonpointer, tqdm, termcolor, scipy, ruamel.yaml, jsonpatch, ipywidgets, importlib-metadata, altair, sqlalchemy, pymysql, greenlet, great-expectations
Successfully installed MarkupSafe-2.0.1 Send2Trash-1.8.0 altair-4.1.0 argon2-cffi-21.3.0 argon2-cffi-bindings-21.2.0 attrs-21.3.0 backcall-0.2.0 bleach-4.1.0 cffi-1.15.0 debugpy-1.5.1 decorator-5.1.0 defusedxml-0.7.1 great-expectations-0.13.49 greenlet-1.1.2 importlib-metadata-4.10.0 importlib-resources-5.4.0 ipykernel-6.6.0 ipython-7.30.1 ipython-genutils-0.2.0 ipywidgets-7.6.5 jedi-0.18.1 jinja2-3.0.3 jsonpatch-1.32 jsonpointer-2.2 jsonschema-4.3.2 jupyter-client-7.1.0 jupyter-core-4.9.1 jupyterlab-pygments-0.1.2 jupyterlab-widgets-1.0.2 matplotlib-inline-0.1.3 mistune-0.8.4 nbclient-0.5.9 nbconvert-6.3.0 nbformat-5.1.3 nest-asyncio-1.5.4 notebook-6.4.6 numpy-1.21.5 packaging-21.3 pandas-1.3.5 pandocfilters-1.5.0 parso-0.8.3 pexpect-4.8.0 pickleshare-0.7.5 prometheus-client-0.12.0 prompt-toolkit-3.0.24 ptyprocess-0.7.0 pycparser-2.21 pygments-2.10.0 pymysql-1.0.2 pyparsing-2.4.7 pyrsistent-0.18.0 pyzmq-22.3.0 ruamel.yaml-0.17.19 ruamel.yaml.clib-0.2.6 scipy-1.7.3 sqlalchemy-1.3.24 termcolor-1.1.0 terminado-0.12.1 testpath-0.5.0 toolz-0.11.2 tornado-6.1 tqdm-4.62.3 traitlets-5.1.1 wcwidth-0.2.5 webencodings-0.5.1 widgetsnbextension-3.5.2 zipp-3.6.0

随后检查安装的插件情况，Datahub是插件式的安装方式。可以检查数据源获取插件Source，转换插件transformer，获取插件Sink。

python3 -m datahub check plugins

可见Mysql插件和Rest接口插件已经安装，下面配置从 MySQL 获取元数据使用 Rest 接口将数据存储 DataHub。

vim mysql_to_datahub_rest.yml
# A sample recipe that pulls metadata from MySQL and puts it into DataHub
# using the Rest API.
source:
  type: mysql
  config:
    username: root
    password: 123456
    database: cnarea20200630

transformers:
  - type: "fully-qualified-class-name-of-transformer"
    config:
      some_property: "some.value"

sink:
  type: "datahub-rest"
  config:
    server: "http://ip:8080"

# datahub ingest -c mysql_to_datahub_rest.yml

随后是漫长的数据获取过程。

得到如下提示后，证明获取成功。

{datahub.cli.ingest_cli:83} - Finished metadata ingestion

Sink (datahub-rest) report:
{'records_written': 356,
 'warnings': [],
 'failures': [],
 'downstream_start_time': datetime.datetime(2021, 12, 28, 21, 8, 37, 402989),
 'downstream_end_time': datetime.datetime(2021, 12, 28, 21, 13, 10, 757687),
 'downstream_total_latency_in_seconds': 273.354698}
Pipeline finished with warnings

在此刷新datahub页面，mysql的元数据信息已经成功获取。

进入表中查看元数据的情况，表字段信息。

在之前展示元数据分析页也已经有了详细的展示。

至此我们完成了Datahub从0到1的搭建，在整个过程中除了简单的安装配置以外，基本没有进行任何代码研发工作。但是datahub还有更多的功能，比如对数据血缘的获取，在元数据获取的过程中进行转换操作等等。在未来的文章中也会进行更新这些功能的教程。

未完待续~

例如：独孤风-数据治理

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